EP0959005B1 - Metering valve - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B7/00—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving
- F04B7/0003—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the distribution member forming both the inlet and discharge distributor for one single pumping chamber
- F04B7/0011—Piston machines or pumps characterised by having positively-driven valving the distribution member forming both the inlet and discharge distributor for one single pumping chamber and having an oscillating movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B13/00—Pumps specially modified to deliver fixed or variable measured quantities
Definitions
- the invention relates to a metering valve on metering pumps according to Preamble of claim 1.
- a metering valve of this type in particular for metering flowable, lumpy solid particles, such as jam, yoghurt or the like, is known from DE-A-195 04 546 C1.
- This known metering valve also works like a so-called rotary slide valve (see, for example, US-A-3,228,412), but in such a way that the cam, similar to a finger held in front of an opening, closes the supply opening and pivots it for the purpose of opening and thereby a relatively large part of the housing space is released, whereby, as has been shown, the dosed filling material can flow around the cam in the open position without any risk of clogging.
- the actual metering is carried out by correspondingly clocked actuation coordination by the metering valve and a metering pump arranged above the opening of the inflow channel on the valve housing, which is not particularly shown in DE-A-195 04 546.
- This metering valve works absolutely satisfactorily with regard to the requirement to avoid blockages in the case of difficult metered items of the type mentioned above and to create a large flow space in the housing space when it is open.
- the disadvantage here is that two such metering valves, which are not exactly cheap, must be assigned to a metering pump, namely one for the suction process and one for the exhaust process.
- the arrangement of two such metering valves for each metering pump requires space in the area above the filling station, for example a so-called FFS packaging machine, and also a corresponding double drive effort for two such metering valves.
- the invention is accordingly and starting from the metering valve type mentioned the task, while maintaining of its benefits including easy cleaning to redesign and improve such a metering valve, that one for a dosing pump with only one dosing valve for the Suction and exhaust process comes out, and also if necessary Suction and discharge openings of the metering valve at the same time should be lockable.
- the two inflow and outflow channels are preferably vertical and parallel arranged side by side in the housing, if possible only weakly curved flow paths in the valve from the suction side to the Pump and reach from this to the discharge opening.
- the metering valve according to the invention and its advantageous embodiments are subsequently based on the graphic Representation of exemplary embodiments explained in more detail.
- Certain metering valve still consists of a Inlet and outlet channels 9, 10 containing housing 2 with a one with respect to the diameter D of the inflow and outflow channels 9, 10 larger diameter, cylindrical cavity 8 of the housing 2 pivoting locking part 1.
- This locking part 1 is as Head of a protruding into the housing 2 sealed, with respect Reduce the diameter D1 of the cavity 8 Control shaft 3 formed.
- the actual closing surface 6 of the Locking part 1 extends parallel to the cylindrical wall 7 of the cavity 8, and the closing part 1 is covered in the form of a on the pivot axis 4 of the control shaft 3 from this formed on one side oriented cam 5.
- the radius R of the closing surface 6 of the cam 5 is somewhat smaller than the radius R 'of the cavity 8 outside the range of the cylindrical Dimensioning plane ZE 'of both openings 9', 10 '.
- the two Inlet and outlet channels 9, 10 in the housing 2 essentially opposite a pump suction and discharge opening 11 are arranged.
- the two adjacent to each other through an intermediate web 12 spaced openings 9 ', 10' of the inflow and outflow channels 9, 10 are in the cylindrical adjustment plane ZE of the closing surface 6 of the cam 5 arranged.
- the closing surface 6 dimensioned in its arc length L such that, with a corresponding Position of the cam 5, the two openings 9 ', 10' at least are closed (total closed position according to Fig. 4).
- the maximum possible arc length L extends from one or the other opening edge 11 'of the pump suction and Ejection opening 11 to the inner opening edge 9 '' ', 10' '' one or the other opening 9 ', 10' (see Fig. 5).
- Drainage channels 9, 10, not as shown in FIGS. 1 to 4 mandatory vertically opposite the suction and discharge opening 11 and must be arranged parallel to each other, which is preferred is, but also, as shown in Fig.6, with appropriate Design of the bottom of the housing can be arranged can.
- the Radius R of the closing surface 6 of the cam 5 is smaller than the radius R 'of the cavity 8 outside the range of the cylindrical Arrangement level ZE 'of the openings 9', 10 'of the two Inflow and outflow channels 9, 10, but here in the area outside the arrangement level ZE ', in the middle, the pump suction and discharge opening 11 is arranged.
- Fig.3 is both the piston K of the metering pump P and also the closing part 1 of the metering valve can be flushed around freely. Due to the total closing ability of the metering valve (see FIG.
- FIG. 7 Only for the sake of completeness is a longitudinal section in FIG. 7 represented by the metering valve, which is also present Case consists of two parts, i.e. from the to the drive side completely open housing 2, which on this side by the attachable bearing part LT for the closing part 1 completed becomes.
- the bearing part In the case of sterile operation, the bearing part is LT with connections and channels AK for the passage of a suitable Provide sterile.
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Description
Die Erfindung betrifft ein Dosierventil an Dosierpumpen gemäß
Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a metering valve on metering pumps according to
Preamble of
Ein derartiges, insbesondere für die Abdosierung von fließfähigem,
stückige Feststoffteile enthaltendem Dosiergut, wie
Marmelade, Joghurt od.dgl., Dosierventil ist nach der DE-A-195
04 546 C1 bekannt. Dieses bekannte Dosierventil arbeitet
zwar auch wie ein sogenanntes Drehschieberventil (siehe bspw.
US-A-3,228,412), dies aber in der Weise, daß der Nocken, ähnlich
wie ein vor eine Öffnung gehaltener Finger, die Zufuhröffnung
verschließt und dieser zwecks Öffnung geschwenkt
und dabei ein relativ großer Teil des Gehäuseraumes freigestellt
wird, wobei, wie sich gezeigt hat, der in Öffnungsstellung
befindliche Nocken problemlos vom abdosierten Füllgut
ohne Verstopfungsgefahr umströmt werden kann. Die eigentliche
Dosierung erfolgt durch entsprechend getaktete Betätigungsabstimmung
vom Dosierventil und einer über der Öffnung des Zuflußkanals
auf dem Ventilgehäuse angeordnete Dosierpumpe, die
in der DE-A-195 04 546 nicht besonders dargestellt ist. Dieses
Dosierventil arbeitet absolut zufriedenstellend hinsichtlich
der Forderung, bei schwierigem Dosiergut der oben genannten Art
Verstopfungen zu vermeiden und im Gehäuseraum bei Öffnungsstellung
einen großen Durchflußraum zu schaffen.
Nachteilig ist dabei allerdings, daß einer Dosierpumpe zwei
solcher nicht gerade billigen Dosierventile zugeordnet werden
müssen, nämlich eines für den Ansaug- und eines für den Ausstoßvorgang.
Abgesehen vom diesbezüglichen Aufwand, verlangt
die Anordnung zweier solcher Dosierventile zu jeweils einer Dosierpumpe
entsprechenden Raum im Bereich über der Füllstation
bspw. einer sogenannten FFS-Verpackungsmaschine und zudem einen
entsprechenden doppelten Antriebsaufwand für zwei solcher Dosierventile. A metering valve of this type, in particular for metering flowable, lumpy solid particles, such as jam, yoghurt or the like, is known from DE-A-195 04 546 C1. This known metering valve also works like a so-called rotary slide valve (see, for example, US-A-3,228,412), but in such a way that the cam, similar to a finger held in front of an opening, closes the supply opening and pivots it for the purpose of opening and thereby a relatively large part of the housing space is released, whereby, as has been shown, the dosed filling material can flow around the cam in the open position without any risk of clogging. The actual metering is carried out by correspondingly clocked actuation coordination by the metering valve and a metering pump arranged above the opening of the inflow channel on the valve housing, which is not particularly shown in DE-A-195 04 546. This metering valve works absolutely satisfactorily with regard to the requirement to avoid blockages in the case of difficult metered items of the type mentioned above and to create a large flow space in the housing space when it is open.
The disadvantage here, however, is that two such metering valves, which are not exactly cheap, must be assigned to a metering pump, namely one for the suction process and one for the exhaust process. Apart from the effort involved, the arrangement of two such metering valves for each metering pump requires space in the area above the filling station, for example a so-called FFS packaging machine, and also a corresponding double drive effort for two such metering valves.
Der Erfindung liegt demgemäß und ausgehend vom Dosierventil der eingangs genannten Art die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung von dessen Vorteilen einschließlich einfacher Reinigung ein solches Dosierventil dahingehend umzubilden und zu verbessern, daß man für eine Dosierpumpe mit nur einem Dosierventil für den Ansaug- und Ausstoßvorgang auskommt, wobei zudem im Bedarfsfall Ansaug- und Ausströmöffnungen des Dosierventils gleichzeitig verschließbar sein sollen.The invention is accordingly and starting from the metering valve type mentioned the task, while maintaining of its benefits including easy cleaning to redesign and improve such a metering valve, that one for a dosing pump with only one dosing valve for the Suction and exhaust process comes out, and also if necessary Suction and discharge openings of the metering valve at the same time should be lockable.
Diese Aufgabe ist mit einem Dosierventil der eingangs genannten
Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches
1 angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
ergeben sich nach den Unteransprüchen.This task is with a metering valve of the type mentioned
Kind according to the invention by the in the characterizing part of the
Abgesehen davon, daß durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Dosierventiles für eine Dosierpumpe nur ein Ventil erforderlich ist, dessen Schließteil beim Permanentdosierbetrieb nur eine sehr kurze Pendelbewegung zwischen den Öffnungen der Zuund Abflußkanäle auszuführen hat, kann das Schließteil aufgrund seiner Schließflächenbemessung auch für beide Öffnungen gleichzeitig in Schließstellung gebracht werden, wofür die Minimalbemesssung der Schließfläche ausreicht, wobei die mögliche Maximalbemessung ihre Grenze darin findet, daß beim Ansaugen und Ausstoßen die Durchströmwege zur und von der Ansaug- und Ausstoßöffnung im Gehäuse möglichst optimal durchströmbar sind.Apart from the fact that this training according to the invention of the dosing valve for a dosing pump only one valve required is, the locking part only in permanent metering operation a very short pendulum movement between the openings of the Zuund Has drain channels to perform, the closing part due its closing surface dimension for both openings at the same time be brought into the closed position, for which the minimum dimension the closing surface is sufficient, the possible Maximum dimensioning finds its limit in that during suction and expelling the flow paths to and from the intake and Ejection opening in the housing can be flowed through as optimally as possible.
Bevorzugt sind die beiden Zu- und Abflußkanäle vertikal und parallel nebeneinander im Gehäuse angeordnet, um möglichst nur schwach gebogene Strömungswege im Ventil von der Saugseite zur Pumpe und von dieser zur Ausstoßöffnung zu erreichen. Schließlich besteht eine vorteilhafte und noch näher zu erläuternde Weiterbildung darin, daß die Flanken des Nockens in Bezug auf die Schwenkachse mit einer konkaven Wölbung versehen sind. The two inflow and outflow channels are preferably vertical and parallel arranged side by side in the housing, if possible only weakly curved flow paths in the valve from the suction side to the Pump and reach from this to the discharge opening. Finally, there is an advantageous one to be explained in more detail Continuing to relate to the flanks of the cam provide a concave curvature on the swivel axis are.
Wie beim Dosierventil nach der vorerwähnten DE-A-195 04 546 können auch im vorliegenden Fall die dort vorgesehenen scharfen Kanten des Schließteiles zwecks Durchschneiden von bspw. gröberen Fruchtstücken zur Anwendung kommen.As with the metering valve according to the aforementioned DE-A-195 04 546 can also in this case the sharp provided there Edges of the closing part for the purpose of cutting through, for example, coarser ones Pieces of fruit are used.
Das erfindungsgemäße Dosierventil und dessen vorteilhaften Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The metering valve according to the invention and its advantageous embodiments are subsequently based on the graphic Representation of exemplary embodiments explained in more detail.
Es zeigt
- Fig. 1
- schematisch einen Schnitt durch das Dosierventil in Ansaugstellung;
- Fig. 2
- schematisch einen Schnitt durch das Dosierventil in Ausstoßstellung;
- Fig. 3
- einen entsprechenden Schnitt in Reinigungsstellung des Dosierventiles;
- Fig. 4
- einen Schnitt durch das Dosierventil in totaler Schließstellung;
- Fig. 5
- einen Schnitt durch das Dosierventil mit einer besonderen Ausführungsform des Schließteiles;
- Fig. 6
- im Schnitt eine besondere Ausführungsform des Gehäuses und
- Fig. 7
- einen Längsschnitt durch das Dosierventil ohne aufgesetzter Dosierpumpe.
- Fig. 1
- schematically shows a section through the metering valve in the suction position;
- Fig. 2
- schematically shows a section through the metering valve in the ejection position;
- Fig. 3
- a corresponding section in the cleaning position of the metering valve;
- Fig. 4
- a section through the metering valve in the total closed position;
- Fig. 5
- a section through the metering valve with a special embodiment of the closing part;
- Fig. 6
- on average a special embodiment of the housing and
- Fig. 7
- a longitudinal section through the metering valve without attached metering pump.
Das insbesondere für die Abdosierung von fließfähigem, stückige
Feststoffteile enthaltenden Dosiergut, wie Marmelade, Joghurt
o. dgl. bestimmte Dosierventil besteht nach wie vor aus einem
Zu- und Abflußkanäle 9, 10 enthaltenden Gehäuse 2 mit einem in
einem in bezug auf den Durchmesser D der Zu- und Abflußkanäle
9, 10 durchmessergrößeren, zylindrischen Hohlraum 8 des Gehäuses
2 schwenkbaren Schließteil 1. Dieses Schließteil 1 ist als
Kopf einer in das Gehäuse 2 abgedichtet einragenden, in bezug
auf den Durchmesser D1 des Hohlraumes 8 durchmesserkleineren
Stellwelle 3 ausgebildet. Die eigentliche Schließfläche 6 des
Schließteiles 1 erstreckt sich parallel zur zylindrischen Wand
7 des Hohlraumes 8, und das Schließteil 1 ist in Form eines bezogen
auf die Schwenkachse 4 der Stellwelle 3 von dieser aus
nach einer Seite orientierten Nockens 5 ausgebildet. Der Radius
R der Schließfläche 6 des Nockens 5 ist dabei etwas kleiner als
der Radius R' des Hohlraumes 8 außerhalb des Bereiches der zylindrischen
Anordnungsebene ZE' beider Öffnungen 9',10' bemessen.This is especially true for the dosing of flowable, lumpy
Dosing goods containing solid parts, such as jam, yoghurt
o. Like. Certain metering valve still consists of a
Inlet and
Für ein solches Dosierventil ist nun wesentlich, daß die beiden
Zu- und Abflußkanäle 9, 10 im Gehäuse 2 im wesentlichen gegenüber
einer Pumpenansaug- und Ausstoßöffnung 11 angeordnet sind.
Die beiden zueinander benachbarten, durch einen Zwischensteg 12
distanzierten Öffnungen 9', 10' der Zu- und Abflußkanäle 9, 10
sind dabei in der zylindrischen Verstellebene ZE der Schließfläche
6 des Nockens 5 angeordnet. Außerdem ist die Schließfläche
6 in ihrer Bogenlänge L derart bemessen,, daß bei entsprechender
Stellung des Nockens 5 die beiden Öffnungen 9',10' mindestens
verschlossen sind(totale Schließstellung gemäß Fig.4).
Die demgegenüber maximal mögliche Bogenlänge L erstreckt sich
vom einen oder anderen Öffnungsrand 11' der Pumpenansaug- und
Ausstoßöffnung 11 zum jeweils inneren Öffnungsrand 9''',10'''
der einen oder anderen Öffnung 9',10' (siehe hierzu Fig.5).For such a metering valve it is now essential that the two
Inlet and
"Im wesentlichen gegenüber" ist dabei so zu verstehen, daß die
Abflußkanäle 9, 10, nicht wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt,
zwingend vertikal gegenüber der Ansaug- und Ausstoßöffnung 11
und parallel zueinander angeordnet sein müssen, was jedoch bevorzugt
wird, sondern auch, wie in Fig.6 dargestellt, bei entsprechender
Gestaltung der Gehäuseunterseite angeordnet sein
können."Essentially opposite" is to be understood to mean that the
Mit Rücksicht auf die in den Fig. 1 bis 4 mit angegebenen Funktionsbeschriftungen
und Stellungen der beteiligten Elemente,
einschließlich der hier mit dargestellten Dosierpumpe P, ist
eine Funktionsbeschreibung entbehrlich. Gleiches gilt auch für
die Betätigungs- bzw. Antriebselemente für den Kolben K der Dosierpumpe
P und das Schließteil 1 des Dosierventiles, zumal für
die Bewegungen entsprechende Pfeile angegeben sind.With regard to the function labels given in FIGS. 1 to 4
and positions of the elements involved,
including the metering pump P shown here
a functional description can be dispensed with. The same applies to
the actuation or drive elements for the piston K of the metering pump
P and the
Aus Gründen der erforderlichen Reinigung bei Produktwechsel und
dieserhalb unter Bezug auf Fig. 3 ist auch bei dieser erfindungsgemäßen
Ausbildung des Dosierventils, wie vorerwähnt, der
Radius R der Schließfläche 6 des Nockens 5 kleiner bemessen als
der Radius R' des Hohlraumes 8 außerhalb des Bereiches der zylindrischen
Anordnungsebene ZE' der Öffnungen 9',10' der beiden
Zu- und Abflußkanäle 9, 10 , wobei aber hier im Bereich außerhalb
der Anordnungsebene ZE', und zwar mittig, die Pumpenansaug-
und Ausstoßöffnung 11 angeordnet ist. Wie aus Fig.3 ersichtlich,
ist dabei sowohl der Kolben K der Dosierpumpe P als
auch das Schließteil 1 des Dosierventiles frei umspülbar.
Aufgrund der gegebenen, totalen Schließbarkeit des Dosierventiles
(siehe Fig.4) besteht eine vorteilhafte Weiterbildung
darin, am Gehäuse 2 einen zum Hohlraum 8 führenden, verschließbaren
Reinigungsmittelanschluß 13 vorzusehen. Egal ob nun das
Reinigungsmittel oben an der Pumpe P durch deren Anschluß 13'
oder umgekehrt unten am Reinigungsmittelanschluß 13 des Dosierventiles
zugeleitet wird, auf jeden Fall können dadurch Pumpe
und Dosierventil bspw. bei Produktwechsel für sich separat
freigespült und/oder bspw. auch sterilisiert werden. For reasons of the necessary cleaning when changing products and
This is why, with reference to FIG. 3, this is also according to the invention
Training of the metering valve, as mentioned above, the
Radius R of the
was die vorerwähnte Weiterbildung betrifft, gemäß der die Flanken
5' des Nockens 5 in Bezug auf die Schwenkachse 4 mit einer
konkaven Wölbung 5" versehen sind, so wird diesbezüglich auf
die Fig.5 verwiesen. Bei einer derartigen Ausbildung ergeben
sich vorteilhaft sowohl beim Ansaugen als auch Ausstoßen des
Füllgutes von Zwickelräumen Z bzw. "Totwasserzwickeln" (siehe
vergleichsweise Fig.1,2) freie und strömungsmäßig weitgehend
glatte Durchströmräume bzw. Durchströmkanäle im Gehäuse 2, was
mit Rücksicht auf bspw. grobe Fruchtstücke hinsichtlich einer
Verstopfungsgefahr vorteilhaft ist.as for the aforementioned training, according to which the flanks
5 'of the
Nur der Vollständigkeit halber ist in Fig. 7 ein Längsschnitt
durch das Dosierventil dargestellt, das auch im vorliegenden
Fall aus zwei Teilen besteht, d.h. aus dem zur Antriebsseite
hin völlig offenen Gehäuse 2, das nach dieser Seite durch das
ansetzbare Lagerteil LT für das Schließteil 1 abgeschlossen
wird. Für den Fall steriler Betriebsweise ist das Lagerteil LT
mit Anschlüssen und Kanälen AK für die Durchleitung eines geeigneten
Sterilmittels versehen.Only for the sake of completeness is a longitudinal section in FIG. 7
represented by the metering valve, which is also present
Case consists of two parts, i.e. from the to the drive side
completely open
Claims (4)
- A metering valve provided on proportionating pumps, in particular, for proportionating fluidizable substances containing lumpy solid parts, such as jam, yoghurt or the like, comprising a housing (2) including feed-in and discharge channels (9, 10) having a closing part (1) swivable in a cylindrical cavity (8) of housing (2) of a diameter larger than the diameter (D) of the feed-in and discharge channels (9, 10), with the said closing part being formed as the head of an adjustable shaft (3) sealingly protruding into housing (2), and with the closing face (6) thereof extending in parallel to the cylindrical wall (7) of cavity (8), wherein the closing part (1) is designed in the form of a cam (5) which, based on the swivel axis (4) of the adjustable shaft (3), is oriented from the latter toward one side, and wherein the radius (R) of the closing face (6) of cam (5) is smaller dimensioned than the radius (R') of cavity (8) externally of the area of the cylindrical mounting plane (ZE') of both openings (9', 10'),
characterized in that both feed-in and discharge channels (9,10) in the housing (2) are arranged substantially opposite a pump intake and ejection opening (11) and the openings (9', 10') of the feed-in and discharge channels (9, 10) spaced from one another by an intermediate bridge (12) are arranged in the cylindrical mounting plane (ZE) of the closing face (6) of cam (5), with the radius (R) of the closing face (6) of cam (5) being smaller than the radius (R') of cavity (8) outside the area of the cylindrical mounting plane (ZE') of both openings (9, 10), and that the curved length (L) of the closing face (6) is so dimensioned that with a corresponding position of cam (5) at least the two openings (9', 10') are closed, or the curved length (L), at best, extends from one or another opening edge (11') of the pump intake and ejection opening (11) to the respectively inner opening edge (9''', 10''') of one or the other opening (9'10'). - Metering valve according to claim 1,
characterized in that the feed-in and discharge channels (9, 10) are arranged vertically and in parallel in side-by-side relationship within housing (2). - A metering valve according to claim 2,
characterized in that the flanks (5') of cam (5) relative to the swivel axis (4) are provided with a concave curvature (5"). - A metering valve according to any one of claims 1 through 3,
characterized in that a detergent nozzle (13) leading to the cavity (8) is provided on housing (2).
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